JP2015019177A - ネットワーク装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発見用リソースを適切に設定可能とする。【解決手段】ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定する。ｅＮＢ２００は、発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するＵＥ１００に関する情報に基づいて、発見用リソースの量（時間長）を制御する。【選択図】図９

Description

本発明は、Ｄ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて用いられるネットワーク装置及び通信制御方法に関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、リリース１２以降の新機能として、端末間（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ：Ｄ２Ｄ）通信の導入が検討されている（非特許文献１参照）。

Ｄ２Ｄ通信では、近接する複数のユーザ端末がネットワークを経由せずに直接的な端末間通信を行う。一方、移動通信システムの通常の通信であるセルラ通信では、ユーザ端末がネットワークを経由して通信を行う。

ユーザ端末は、Ｄ２Ｄ通信を行うために、近傍のユーザ端末の発見に使用される発見用信号を送受信する。このような発見処理の後、ユーザ端末は、近傍のユーザ端末とのＤ２Ｄ通信を行う。

３ＧＰＰ技術報告書 「ＴＲ ２２．８０３ Ｖ１２．１．０」 ２０１３年３月

Ｄ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムでは、Ｄ２Ｄ通信におけるユーザデータの送受信に使用される無線リソース（以下、「Ｄ２Ｄ通信用リソース」という。）とは別に、発見用信号の送受信に使用される無線リソース（以下、「発見用リソース」という。）を確保する必要があると考えられる。

しかしながら、発見用リソースを確保することにより、近傍のユーザ端末の発見に成功する確率を高めることができるものの、Ｄ２Ｄ通信用リソース又はセルラ通信用リソースが相対的に減少するため、システムスループットが低下するという問題がある。

そこで、本発明は、発見用リソースを適切に設定可能なネットワーク装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。

第１の特徴に係るネットワーク装置は、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて、前記移動通信システムのネットワークに含まれる。前記ネットワーク装置は、前記Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定する制御部を備える。前記制御部は、前記発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するユーザ端末に関する情報に基づいて、前記発見用リソースの量を制御する。

第２の特徴に係る通信制御方法は、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、前記移動通信システムのネットワークに含まれるネットワーク装置が、前記Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定するステップを備える。前記設定するステップにおいて、前記ネットワーク装置は、前記発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するユーザ端末に関する情報に基づいて、前記発見用リソースの量を制御する。

本発明によれば、発見用リソースを適切に設定可能なネットワーク装置及び通信制御方法を提供できる。

実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 実施形態に係るＵＥのブロック図である。 実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 実施形態に係る無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 実施形態に係る無線フレームの構成図である。 実施形態に係るＤ２Ｄ通信を説明するための図である。 実施形態に係る発見用リソースのフォーマットを説明するための図である。 実施形態に係る動作パターン１を説明するための図である。 実施形態に係る動作パターン１のシーケンス図である。 実施形態に係る動作パターン１における発見用時間の計算フローを示すフロー図である。 実施形態に係る動作パターン２を説明するための図である。 実施形態に係る動作パターン３のシーケンス図である。 実施形態に係る動作パターン３における発見用時間の計算フローを示すフロー図である。 実施形態に係る動作パターン４を説明するための図である。 発見用時間の設定が異なるＵＥ間の干渉を説明するための図である。 発見用リソースの他のフォーマットを説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係るネットワーク装置は、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて、前記移動通信システムのネットワークに含まれる。前記ネットワーク装置は、前記Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定する制御部を備える。前記制御部は、前記発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するユーザ端末に関する情報に基づいて、前記発見用リソースの量を制御する。

実施形態では、前記対象エリアは、前記移動通信システムのセルである。前記制御部は、前記セルに在圏する前記ユーザ端末に関する情報に基づいて、前記セルに設定する前記発見用リソースの量を制御する。

実施形態では、前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末の数を示す情報である。

実施形態では、前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末の密度を示す情報である。

実施形態では、前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末の属性を示す情報である。

実施形態では、前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末における前記発見用信号の送信電力を示す情報である。

実施形態では、前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末における前記発見用信号を用いた発見処理の結果に関する情報である。

実施形態では、前記ユーザ端末に関する情報とは、前記ユーザ端末が在圏する前記セルのサイズを示す情報である。

実施形態に係る通信制御方法は、直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、前記移動通信システムのネットワークに含まれるネットワーク装置が、前記Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定するステップを備える。前記設定するステップにおいて、前記ネットワーク装置は、前記発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するユーザ端末に関する情報に基づいて、前記発見用リソースの量を制御する。

［実施形態］
以下において、本発明をＬＴＥシステムに適用する場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０を備える。

ＵＥ１００は、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００の構成については後述する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。ｅＮＢ２００の構成については後述する。

ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータのルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０によりＬＴＥシステムのネットワークが構成される。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御などを行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、複数のアンテナ１０１、無線送受信機１１０、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、及びプロセッサ１６０を備える。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

複数のアンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、複数のアンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０により実行されるプログラム、及びプロセッサ１６０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ２０１、無線送受信機２１０、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、及びプロセッサ２４０を備える。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

複数のアンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、複数のアンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０により実行されるプログラム、及びプロセッサ２４０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＭＡＣ層は、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式）及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ接続状態）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンク（ＤＬ）にはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンク（ＵＬ）にはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのサブキャリア及び１つのシンボルによりリソースエレメントが構成される。

ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより構成され、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により構成される。

ＤＬにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

ＵＬにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（Ｄ２Ｄ通信）
実施形態に係るＬＴＥシステムは、直接的な端末間通信（ＵＥ間通信）であるＤ２Ｄ通信をサポートする。ここでは、Ｄ２Ｄ通信を、ＬＴＥシステムの通常の通信であるセルラ通信と比較して説明する。セルラ通信は、データパスがネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０、ＥＰＣ２０）を経由する通信モードである。データパスとは、ユーザデータの通信経路である。これに対し、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがネットワークを経由しない通信モードである。

図６は、Ｄ２Ｄ通信を説明するための図である。図６に示すように、Ｄ２Ｄ通信は、データパスがｅＮＢ２００を経由しない。相互に近接するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００のセルにおいて、低送信電力で直接的に無線通信を行う。このように、近接するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２が低送信電力で直接的に無線通信を行うことにより、セルラ通信と比べて、ＵＥ１００の消費電力を削減し、かつ、隣接セルへの干渉を低減できる。

（実施形態に係る動作）
以下、実施形態に係る動作について説明する。

（１）動作概要
ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信を行うために、近傍のＵＥ１００の発見に使用される発見用信号を送受信する。このような発見処理の後、ＵＥ１００は、近傍のＵＥ１００とのＤ２Ｄ通信を行う。

よって、Ｄ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムでは、Ｄ２Ｄ通信において少なくともユーザデータの送受信に使用される無線リソース（Ｄ２Ｄ通信用リソース）とは別に、発見用信号の送受信に使用される無線リソース（発見用リソース）を確保する必要がある。しかしながら、発見用リソースを確保することにより、近傍のＵＥ１００の発見に成功する確率を高めることができるものの、Ｄ２Ｄ通信用リソース又はセルラ通信用リソースが相対的に減少するため、システムスループットが低下する。

実施形態では、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定する。ｅＮＢ２００は、例えば、Ｄ２Ｄ通信のために確保される無線リソースにおいて、Ｄ２Ｄ通信用リソース及び発見用リソースを時分割で設定する。或いは、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信用リソース及び発見用リソースを周波数割で設定してもよい。以下においては、Ｄ２Ｄ通信用リソース及び発見用リソースを時分割で設定するケースを主として説明する。

ｅＮＢ２００は、発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するＵＥ１００に関する情報に基づいて、発見用リソースの量（時間長）を制御する。対象エリアとは、例えばセルである。但し、対象エリアはトラッキングエリアであってもよい。或いは、エリアごとに発見用リソースの量を制御するのではなく、ＵＥ１００ごとに発見用リソースの量を制御してもよい。また、在圏とは、ＵＥ１００がアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）であるか接続状態（ＲＲＣ接続状態）であるかを問わない。

このように、ｅＮＢ２００が、対象エリアに在圏するＵＥ１００に関する情報に基づいて、発見用リソースの量を制御することにより、対象エリアに在圏するＵＥ１００の状況に応じて発見用リソースの量を適応的に設定できる。従って、発見用リソースを適切に設定できる。

発見用リソースの量を制御するための動作としては、以下に示す動作パターン１乃至７がある。動作パターン１乃至７の詳細については後述するが、ここでは各動作パターンの概要を説明する。なお、動作パターン１乃至７は別個独立して実施する場合に限らず、２以上のパターンを組み合わせて実施可能である。

動作パターン１では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００の数を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。動作パターン２では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００における発見用信号の送信電力を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。動作パターン３では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００の密度を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。動作パターン４では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００における発見用信号を用いた発見処理の結果に関する情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。動作パターン５では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が在圏するセルのサイズを示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。動作パターン６では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００の属性を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。動作パターン７では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００が発見用信号の送受信に使用する周波数帯を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。

（２）発見用リソースのフォーマット
図７は、実施形態に係る発見用リソースのフォーマットを説明するための図である。

図７に示すように、Ｄ２Ｄ通信のために確保されたサブフレームにおいてＤ２Ｄ通信用リソース及び発見用リソースが時分割で設定される。Ｄ２Ｄ通信用リソースは、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータ（及び制御信号）の送受信に使用される無線リソースである。発見用リソースは、発見用信号の送受信に使用される無線リソースである。発見用リソースには、例えば直交符号を利用した符号分割多重が適用される。

図７の例では、先頭から数シンボルの区間が発見用リソースに相当し、残る区間がＤ２Ｄ通信用リソースに相当する。以下において、発見用リソースに相当する区間を「発見用時間（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｔｉｍｅ）」と称し、Ｄ２Ｄ通信用リソースに相当する区間を「Ｄ２Ｄ通信用時間（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）」と称する。発見用時間及びＤ２Ｄ通信用時間を合わせた時間長は、一定の時間長（図７の例ではサブフレーム長）である。よって、発見用時間を延長すると、Ｄ２Ｄ通信用時間が相対的に短縮され、Ｄ２Ｄ通信容量（Ｄ２Ｄ通信のスループット）が低下する。これに対し、発見用時間を短縮すると、Ｄ２Ｄ通信用時間が相対的に延長され、Ｄ２Ｄ通信容量（Ｄ２Ｄ通信のスループット）が向上する。

なお、図７の例では、サブフレーム内で発見用リソース及びＤ２Ｄ通信用リソースをシンボル単位で時分割設定しているが、これに限らず、無線フレーム内で発見用リソース及びＤ２Ｄ通信用リソースをサブフレーム単位で時分割設定してもよい。

ＵＥ１００は、発見用信号を送受信するために、ｅＮＢ２００から発見用リソース（時間・周波数リソース）及び直交符号の割り当てを受ける。ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００から割り当てられた発見用リソース及び直交符号を使用して発見用信号を送受信する。

（３）動作パターン１
動作パターン１では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００の数を示す情報に基づいて、発見用時間を制御する。

ＵＥ１００の数を示す情報は、例えば、自セルにおいて接続状態のＵＥ１００の数、又は自セルを含むトラッキングエリアにおいてアイドル状態のＵＥ１００の数などである。ｅＮＢ２００は、アイドル状態のＵＥ１００の数をＭＭＥ３００から取得できる。また、ＵＥ１００の数は、Ｄ２Ｄ通信をサポートするＵＥ１００の数に限定してもよい。この場合、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信のサポート有無を示す情報をＵＥ１００から取得する。

図８は、動作パターン１を説明するための図である。図８に示すように、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００の数が多い場合には発見用時間を延長し、ＵＥ１００の数が少ない場合には発見用時間を短縮する。ＵＥ１００の数に応じて発見用時間を制御することにより、ＵＥ１００の数に適した量の発見用リソースを設定できる。

具体的には、発見用時間において適用される直交符号の符号長が可変である場合には、発見用時間を延長するとともに、符号長を延長する。符号長を延長することにより、利用可能な直交符号数を増加させることができるため、より多くのＵＥ１００に対して発見用信号のための直交符号を割り当て可能になる。

これに対し、発見用時間に適用される直交符号の符号長が固定である場合には、利用可能な直交符号数は固定であるため、発見用時間を延長することにより、発見用時間において収容可能なＵＥ数を増加させる。１つの直交符号に対応する時間長（単位時間長）のｎ倍に発見用時間を延長することにより、発見用時間において収容可能なＵＥ数をｎ倍にすることができる。

なお、ＵＥ１００の数が少ない場合には、発見用時間を短縮する（Ｄ２Ｄ通信用時間を延長する）だけでなく、発見用時間における周波数リソースを少なくしてもよい。例えば、ＵＥ１００の数が少ない場合には、Ｄ２Ｄ通信のために確保されたサブフレームにおいて、全てのリソースブロックを発見用リソース及びＤ２Ｄ通信用リソースとして使用するのではなく、一部のリソースブロックのみを発見用リソース及びＤ２Ｄ通信用リソースとして使用する。

図９は、動作パターン１のシーケンス図である。図９に示すように、ステップＳ１１において、ｅＮＢ２００は、自セル内のＵＥ１００の数に基づいて発見用時間を計算する。発見用時間の計算フローについては後述する。ステップＳ１２において、ｅＮＢ２００は、計算した発見用時間を自セル内のＵＥ１００にユニキャスト又はブロードキャストで通知する。ＵＥ１００は、通知された発見用時間に対する応答をｅＮＢ２００に送信してもよい（ステップＳ１３）。

図１０は、動作パターン１における発見用時間の計算フローを示すフロー図である。図１０に示すように、ステップＳ１１１において、ｅＮＢ２００は、自セル内にＵＥ１００が存在するか否かを判定する。ステップＳ１１１で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１１２において、ｅＮＢ２００は、発見用時間をゼロに設定する。ステップＳ１１１で「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１１３において、ｅＮＢ２００は、自セル内のＵＥ１００の数が発見用時間において収容可能な最大ＵＥ数以上であるか否かを判定する。ステップＳ１１３で「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１１４において、ｅＮＢ２００は、発見用時間を最大値に設定する。ステップＳ１１３で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１１５において、ｅＮＢ２００は、自セル内のＵＥ１００の数が、符号分割多重可能な最大ＵＥ数を超えるか否かを判定する。ステップＳ１１５で「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１１７において、ｅＮＢ２００は、自セル内のＵＥ１００の数を、最小の発見用時間で収容可能な最大ＵＥ数で除算した値（端数切り上げ）を発見用時間として設定する。ステップＳ１１５で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１１６において、ｅＮＢ２００は、最小の発見用時間を２倍した値を発見用時間として設定する。

（４）動作パターン２
動作パターン２では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００における発見用信号の送信電力を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。

発見用信号の送信電力をｅＮＢ２００で管理している場合、ｅＮＢ２００は、管理している発見用信号の送信電力の情報を利用できる。発見用信号の送信電力をＵＥ１００で決定する場合、ｅＮＢ２００は、発見用信号の送信電力を示す情報をＵＥ１００から取得して利用する。発見用信号の送信電力を示す情報は、自セル内のＵＥ１００における発見用信号の送信電力の統計量（平均値、最大値、最小値、最頻値など）であってもよい。

図１１は、動作パターン２を説明するための図である。図１１に示すように、ｅＮＢ２００は、発見用信号の送信電力が小さい場合には発見用時間を延長し、発見用信号の送信電力が大きい場合には発見用時間を短縮する。発見用信号の送信電力が小さい程、発見用信号の到達範囲が狭くなるため、発見処理に成功する確率が低くなる。一方で、発見用時間が長い程、発見処理に成功する確率が高くなる。よって、発見用信号の送信電力が小さい場合には発見用時間を延長することにより、発見処理に成功する確率を一定のレベルに維持できる。

なお、ｅＮＢ２００で決定した発見用時間をＵＥ１００に通知するシーケンスについては、動作パターン１と同様である。

（５）動作パターン３
動作パターン３では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００の密度を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。ＵＥ１００の密度を示す情報とは、例えば、ＵＥ−ＵＥ間パスロス、又は、ＵＥ位置情報に基づくＵＥ−ＵＥ間距離などである。各ＵＥ１００は送信電力既知の参照信号を送信しており、各ＵＥ１００における参照信号受信時の受信電力と送信電力との差分をＵＥ−ＵＥ間パスロスとして、各ＵＥ１００から取得して利用できる。また、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から取得するＧＮＳＳ位置情報をＵＥ位置情報として利用できる。

ｅＮＢ２００は、自セル内のＵＥ１００の密度が低い場合には発見用時間を延長し、自セル内のＵＥ１００の密度が高い場合には発見用時間を短縮する。ＵＥ１００の密度が低い程、発見処理に成功する確率が低くなる。一方で、発見用時間が長い程、発見処理に成功する確率が高くなる。よって、ＵＥ１００の密度が低い場合には発見用時間を延長することにより、発見処理に成功する確率を一定のレベルに維持できる。或いは、一定範囲内のＵＥを全て発見できるようにする観点から、自セル内のＵＥ１００の密度が高い場合には発見用時間を延長し、自セル内のＵＥ１００の密度が低い場合には発見用時間を短縮してもよい。

図１２は、動作パターン３のシーケンス図である。ここでは、ＵＥ−ＵＥ間パスロスに基づいて発見用時間をＵＥ１００ごとに設定する一例を説明する。図１２に示すように、ステップＳ２１において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ−ＵＥ間パスロスを自セル内のＵＥ１００（ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３）に要求する。ステップＳ２２において、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３のそれぞれは、ＵＥ−ＵＥ間パスロスのリストをｅＮＢ２００に送信する。ステップＳ２３において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ−ＵＥ間パスロスのリストに基づいて、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３のそれぞれについて発見用時間を決定する。発見用時間の決定フローについては後述する。ステップＳ２４において、ｅＮＢ２００は、決定した発見用時間をＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３にユニキャストで通知する。ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３は、通知された発見用時間に対する応答をｅＮＢ２００に送信してもよい。

図１３は、動作パターン３における発見用時間の計算フローを示すフロー図である。図１３に示すように、ステップＳ２３１乃至Ｓ２３４の手順は各ＵＥ１００について行われる。ステップＳ２３１において、ｅＮＢ２００は、対象ＵＥ１００から取得したＵＥ−ＵＥ間パスロスのリストに基づいて、最小の発見用時間で発見できるＵＥ数が最小発見ＵＥ数以上であるか否かを判定する。例えば、発見用信号の送信電力からＵＥ−ＵＥ間パスロスを減じて得た値（すなわち、発見用信号の想定受信電力）が閾値以上である場合に、当該ＵＥ−ＵＥ間パスロスに対応する周辺ＵＥ１００については発見可能であると判断できる。ステップＳ２３１で「Ｎｏ」の場合、発見用時間を決定するためのループが開始され、発見用時間が最大発見用時間未満である場合（ステップＳ２３２：Ｎｏ）には発見用時間に単位発見用時間が加算（ステップＳ２３３）され、発見用時間で発見できるＵＥ数が最小発見ＵＥ数以上になるとループを抜け、発見用時間が保存（ステップＳ２３４）される。

（６）動作パターン４
動作パターン４では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００における発見用信号を用いた発見処理の結果に関する情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。例えば発見処理の結果をＵＥ１００からｅＮＢ２００に報告することにより、ｅＮＢ２００は、発見処理の結果に関する情報を利用できる。

図１４は、動作パターン４を説明するための図である。図１４に示すように、ｅＮＢ２００は、過去の発見処理においてＵＥ１００が近傍ＵＥを発見できなかった場合には現在の発見用時間を延長し、過去の発見処理においてＵＥ１００が近傍ＵＥを発見できた場合には現在の発見用時間を短縮する。或いは、発見処理において発見される近傍ＵＥ数の目標値を設定し、目標値になるように発見用時間を調整してもよい。例えば、最小発見ＵＥ数に達するまでは発見用時間を延長する、最多発見ＵＥ数を下回るまでは発見用時間を短縮するといった方法を採用できる。

（７）動作パターン５
動作パターン５では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が在圏するセルのサイズを示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。セルのサイズを示す情報とは、セル種別（マクロセル、ピコセル、フェムトセル）であってもよく、セルの半径、直径、又は送信電力を示す情報であってもよい。

例えば、ｅＮＢ２００は、自セルのサイズが大きい程、発見用時間の到達範囲を拡大するように、発見用時間を延長する。ｅＮＢ２００は、自セルのサイズが小さい程、発見用時間の到達範囲を縮小するように、発見用時間を短縮する。

（８）動作パターン６
動作パターン６では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００の属性を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。

ＵＥ１００の属性とは、発見処理に関する契約条件（例えば、「１０ｍまで発見できる、又は２０ｍまで発見できる」、「１０ＵＥまで発見できる、２０ＵＥまで発見できる」といった契約）である。或いは、ＵＥ１００の属性とは、ＵＥ１００の種別（例えば、Ｐｕｂｌｉｃ Ｓａｆｅｔｙ ＵＥ、通常ＵＥ)であってもよい。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００の属性を示す情報をＵＥ１００から取得して利用できる。

例えば、ｅＮＢ２００は、発見処理に関する契約条件を有するＵＥ１００については、その契約条件を満たすように発見用時間を調整する。また、ｅＮＢ２００は、Ｐｕｂｌｉｃ Ｓａｆｅｔｙ ＵＥについては、通常ＵＥよりも発見処理の成功率を高めるように発見用時間を延長する。具体的には、ＵＥの種別各々に要求される発見用信号の到達範囲は異なる。また、同一セル内でリソースを分けることなく、異なる符号長の直交符号が適用される発見用信号を混在させると干渉要因となる。これを回避するために、発見用信号に適用される直交符号の符号長を同一の長さとするとともに、発見用時間を延長して、ＵＥの種別に応じて発見用信号の繰り返し送信における繰り返し回数を変える。また、ＵＥの種別に応じて発見用時間の受信時間長を決める。これにより、各ＵＥに要求される発見範囲を実現できる。

（９）動作パターン７
動作パターン７では、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００が発見用信号の送受信に使用する周波数帯を示す情報に基づいて、発見用リソースの量を制御する。

発見用信号の送受信に使用する周波数帯が一律に規定されている場合、ｅＮＢ２００は、規定された周波数帯を示す情報を利用できる。発見用信号の送受信に使用する周波数帯がＵＥ１００ごとに設定可能である場合、発見用信号の送受信に使用する周波数帯をＵＥ１００からｅＮＢ２００に報告することにより、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が発見用信号の送受信に使用する周波数帯を示す情報を利用できる。

一般的に、周波数帯が低い程、電波が良好に伝搬するため、ｅＮＢ２００は、発見用信号の送受信に使用する周波数帯が低い場合に、発見用時間を短縮する。これに対し、ｅＮＢ２００は、発見用信号の送受信に使用する周波数帯が高い場合に、発見用時間を延長する。

（実施形態のまとめ）
上述したように、ｅＮＢ２００は、対象エリアに在圏するＵＥ１００に関する情報に基づいて、発見用時間を制御する。これにより、対象エリアに在圏するＵＥ１００の状況に応じて発見用時間を適応的に設定できる。従って、発見用時間を適切に設定できる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態では、本発明に係るネットワーク装置の具体例としてｅＮＢ２００を説明したが、本発明に係るネットワーク装置はｅＮＢ２００に限らず、ｅＮＢ２００の上位装置（ＭＭＥ３００又はＯＡＭなど）であってもよい。

上述した実施形態では、トラッキングエリア単位、セル単位、又はＵＥ単位などで発見用時間を設定すると説明したが、発見用時間の設定が異なる複数のＵＥ１００が近接する場合、干渉の問題が生じ得る。図１５は、発見用時間の設定が異なるＵＥ間の干渉を説明するための図である。図１５に示すように、発見用時間が長く設定されたＵＥについて、その発見用時間は、発見用時間が短く設定された他のＵＥにおけるＤ２Ｄ通信用時間の一部と重複（衝突）する。この重複する部分については、受信側で復号することが困難である。よって、このような重複による干渉を検知したｅＮＢ２００（又はＵＥ１００）は、次の干渉回避策の何れかを採用してもよい。第１の方法は、干渉を与え合う各ＵＥの送信電力を変える方法である。この場合、発見用信号（発見用時間）を優先してもよく、ユーザデータ（Ｄ２Ｄ通信用時間）を優先してもよい。第２の方法は、干渉を与え合う各ＵＥの送信タイミング又は使用周波数をずらす方法である。第３の方法は、発見用信号（発見用時間）に耐干渉性を持たせるために、発見用時間の繰り返し送信回数を増加させる方法である。

上述した実施形態では、発見用時間を延長又は短縮することにより、発見用リソースの量を制御する一例を説明した。しかしながら、このような時間方向における調整に限らず、周波数方向における調整であってもよい。また、時間方向及び周波数方向のそれぞれにおいて発見用リソースを調整してもよい。図１６は、発見用リソースの他のフォーマットを説明するための図である。図１６に示すように、発見用リソースは、周波数方向において、特定の通信周波数帯における特定のリソースブロックに設けられる。また、発見用リソースは、時間方向において、特定のサブフレームにおける特定のシンボルに設けられる。

上述した各実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

１０…Ｅ−ＵＴＲＡＮ、２０…ＥＰＣ、１００…ＵＥ、１０１…アンテナ、１１０…無線送受信機、１２０…ユーザインターフェイス、１３０…ＧＮＳＳ受信機、１４０…バッテリ、１５０…メモリ、１６０…プロセッサ、２００…ｅＮＢ、２０１…アンテナ、２１０…無線送受信機、２２０…ネットワークインターフェイス、２３０…メモリ、２４０…プロセッサ、３００…ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ

Claims (9)

1. 直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて、前記移動通信システムのネットワークに含まれるネットワーク装置であって、
   前記Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定する制御部を備え、
   前記制御部は、前記発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するユーザ端末に関する情報に基づいて、前記発見用リソースの量を制御することを特徴とするネットワーク装置。
2. 前記対象エリアは、前記移動通信システムのセルであり、
   前記制御部は、前記セルに在圏する前記ユーザ端末に関する情報に基づいて、前記セルに設定する前記発見用リソースの量を制御することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
3. 前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末の数を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
4. 前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末の密度を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
5. 前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末の属性を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
6. 前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末における前記発見用信号の送信電力を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
7. 前記ユーザ端末に関する情報とは、前記対象エリアに在圏する前記ユーザ端末における前記発見用信号を用いた発見処理の結果に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
8. 前記ユーザ端末に関する情報とは、前記ユーザ端末が在圏する前記セルのサイズを示す情報であることを特徴とする請求項２に記載のネットワーク装置。
9. 直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて用いられる通信制御方法であって、
   前記移動通信システムのネットワークに含まれるネットワーク装置が、前記Ｄ２Ｄ通信を行うための発見用信号の送受信に使用される無線リソースである発見用リソースを設定するステップを備え、
   前記設定するステップにおいて、前記ネットワーク装置は、前記発見用リソースの設定対象のエリアである対象エリアに在圏するユーザ端末に関する情報に基づいて、前記発見用リソースの量を制御することを特徴とする通信制御方法。

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